JPH09159500A - 穀粒等の粒状被処理物流量の測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 脱穀装置の揺動選別装置における選別網１９
の間を流下する穀粒の流量を正確に計測する。 【解決手段】 脱穀装置の扱室下方に配置した揺動選別
体に設けた格子状の選別網１９における格子部を形成す
るための、対向する仕切り板３５，３５の表面に一方の
電極面３６ａと、他方の電極面３６ｂとを相対向させる
ようにした静電容量形センサ３６を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自走自脱式コンバ
イン及び据え置き式の脱穀機における脱穀装置等の穀粒
収穫機や、穀粒選別装置、籾乾燥装置、精米器等の穀粒
処理装置における、揺動選別装置を流下する穀粒等の粒
状被処理物の単位時間あたりの流量を測定するための装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、コンバイン等の脱穀装置におけ
る扱室にて脱穀された籾や穀粒等の被処理物は、扱室の
下方に備えられた揺動選別装置と、その前方下部に配置
された唐箕フアンによる選別風とにより穀粒と藁屑とに
比重選別され、精粒としての穀粒を一番樋に集める一
方、枝梗付着粒や穂切れ粒等の二番還元物は二番受樋に
集め、その二番還元スロワーから二番還元筒を介して前
記扱室に還元して再処理する。

【０００３】この場合、単位時間あたりの脱穀量が多過
ぎるとこれにつれて二番還元物の量が多くなり、扱室内
での処理量が多過ぎて過負荷の状態が生じる。この状態
を感知して扱室への穀稈の供給量を減少させたり、揺動
選別装置におけるチャフシーブ（横桟シーブ）の水平に
対する傾斜角度を変更したり、コンバインの前進速度を
減速させて脱穀量を減少させたりするため、実開昭６０
−１２１７４１号公報では、二番還元筒に超音波センサ
を設けて、当該二番還元筒内の単位時間当たりの穀粒の
流量を測定することが開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この種の超音波センサ
は、例えば、前記先行技術のように、超音波を発射する
発信器とこれを受ける受信器の対を、二番還元筒等、粒
状被処理物が通過する通路の側板等に相対向して設けて
通路内の被処理物の流量が多いと超音波の透過量（透過
率）が少なくなる現象を利用して流量を検出するいわゆ
る超音波透過型測定装置や、発信器と受信器とを通路の
同じ側に配設し、発信器から発射した超音波が粒状被処
理物に反射されたものを受信器にて受信し、この超音波
の反射量（反射率）が粒状被処理物の流量に比例するこ
とを利用したいわゆる超音波反射型測定装置が採用され
ている。

【０００５】一方、粒状被処理物が横桟シーブの間を流
下したり、通路に沿って風と共に搬送される場合やスロ
ワーにより投げ上げ搬送される場合には、当該粒状被処
理物同士の衝突や通路の壁面と粒状被処理物との衝突又
は擦れにより超音波が発生することは避けられないか
ら、前記いずれの測定装置においても、発信器から発射
した超音波を基準にして受信器に到達した部分の超音波
の透過率や反射率を測定すべきであるのに、前記の衝突
による超音波や、発信器から発射された超音波が粒状被
処理物や側板に当たって乱反射した後の超音波や、脱穀
装置等における各種回転部分等から発生する超音波も受
信器にて受信することになり、このような超音波をノイ
ズと考えるとこの超音波ノイズが前記透過するなどした
超音波に上載せされて受信すると、前記透過率を正確に
反映したことにならないので粒状被処理物の流量の測定
結果に誤差をもたらすと云う問題があった。

【０００６】このような問題は、籾乾燥機、籾摺後にお
ける混合米から玄米を選別するための回転式穀粒選別装
置、精米機等における穀粒等の粒状被処理物が通過する
通路にその粒状被処理物の流量検出用の超音波センサを
設けた場合においても同様である。他方、特開平３−８
４８０号公報では、揺動選別機における穀粒選別用の傾
斜板に静電容量形センサを配置して、流落ちる穀粒の有
無を判断することを提案しているが、穀粒の流下量を計
測するまでには至っていないのであった。

【０００７】本発明者は、静電容量形センサでは、自由
電荷を持たない非導電性物（誘電体）であっても、これ
を電極に接近させると、誘電体（絶縁物）の分子レベル
で電荷が移動するという分極が発生して、結果的には、
誘電体（絶縁物）の量に応じて電極の静電容量が増減す
るという現象を利用して、電気的に絶縁物である籾など
の穀粒の流量を測定することを提案するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのため、請求項１に記
載の発明の穀粒等の粒状被処理物流量の測定装置は、扱
室と揺動選別装置とを備えてなるコンバイン等の穀粒収
穫機や穀粒処理装置において、揺動選別装置における選
別網を下方に粒状被処理物が通過しうる格子状に形成
し、適宜位置の格子部における相対向する面に、一対の
電極面を形成してなる静電容量形センサを配置したもの
である。

【０００９】これに代えて、前記格子を構成する電気絶
縁性の仕切り板の広幅表面に、一対の電極面が相互に櫛
歯状に隣接するように形成した静電容量形センサとして
も良い。

【００１０】

【発明の効果】即ち、本発明では、揺動選別装置におけ
る選別網を穀粒等の粒状被処理物が下方に通過する格子
状に形成したものであり、その少なくとも一つの格子部
の相対向する面に一対の電極面を形成したから、この格
子内を通過する穀粒等の粒状被処理物の単位時間当たり
の通過量と、ある一瞬（短時間）の格子内の粒状被処理
物の層厚さ（または体積）とは比例するという現象と、
格子内面で相対向する一対の電極面からなるいわゆるコ
ンデンサ型の静電容量形センサを構成すると、この静電
容量形センサにおける電極での分極による電荷量（静電
容量）は、その格子内を通過する誘電体である粒状被処
理物の体積に比例するという現象を利用して、静電容量
形センサによる静電容量を計測すれば、その時々の粒状
被処理物流量を知ることができるのである。

【００１１】同様に、格子における電気絶縁性の仕切り
板の一つの表面に、一対の電極面を相互に櫛歯状に隣接
するように形成すれば、この静電容量形センサにおける
電極での分極による電荷量（静電容量）は、その格子内
を通過する誘電体である粒状被処理物の体積に比例する
という現象を利用して、静電容量形センサによる静電容
量を計測すれば、その時々の粒状被処理物流量を知るこ
とができるのである。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に本考案を具体化した実施形態
について説明すると、図示しないコンバインに搭載され
た脱穀装置１における扱室２は機体３内の前部（図１の
左側）に形成し、この扱室２内には外周に多数の扱歯４
を備え矢印Ａの下扱き方向に回転する扱胴５を設ける。
扱胴５の下方には、クリンプ網６を、扱胴５の終端部に
おいて区画板７にて刺さり粒回収室８の下方を除いて張
設し、区画板７にて区画した部位を排塵口９を形成す
る。前記扱室２に隣接した後方の処理室１１内には外周
に多数の扱歯を備えた処理胴１０が配置されている。

【００１３】機体の一方の側板の外面に沿って配置され
たフイードチェン１２ａと、挟やく杆１２ｂとにより、
挟持された穀稈（図示せず）は扱胴５の始端側から終端
方向に沿って搬送され、排藁チェン１３に引き継がれ
る。前記機体３内には、前記扱室２及び処理室１１の下
方にわたって、前後に長い揺動選別装置１４が、図１の
左右方向に揺動自在に配置され、後述するように機体３
の後ろ側に抜き出し可能に構成されている。即ち、揺動
選別装置１４は、前後に長い揺動選別体１５と、前記ク
リンプ網６の略下方部位に設けたフイードパン１６と、
前記排塵口９の下方から後方の部位にわたって設けた複
数本の傾斜角度可変式の横桟シーブ１７と、終端部に設
けた機体３の幅方向に適宜間隔で複数本配置したストロ
ーラック１８と、前記傾斜角度可変の横桟シーブ１７の
下部に設けた格子状の選別網１９等から構成されてお
り、ストローラック１８上の重い藁屑は機体３後端の排
出口３ａから排出される。

【００１４】揺動選別体１５の前部左右両側に設けた前
部コロ体２２ａ，２２ｂを機体３の左右側板３ａ，３ｂ
内面に固着した断面コ字状で且つ後向き開放状の揺動支
持ガイド体２４ａ，２４ｂに揺動可能に挿入支持され
（図２及び図３参照）、揺動選別体１５の後部の偏心軸
２５にて前後方向に揺動運動するように構成されてい
る。

【００１５】尚、図３、図５及び図６に示すように、揺
動選別体１５の前後長手方向中途部外面に設けた左右一
対のガイドローラ２６ａ，２６ｂは、機体３の左右側板
３ａ，３ｂ内面に固着した断面Ｌ字状等の前後長手のガ
イドレール２７ａ，２７ｂに載置されており、機体３の
後方に揺動選別体１５を抜き出すとき、下方に落下せず
に略水平に引き出すことができる構成である。

【００１６】前記機体３の下部には、揺動選別装置１４
より下方位置に、その選別網１９に向かって選別風を吹
き上げるようにした唐箕フアン２９と、１番受樋２０と
２番受樋３０とが配設され、１番受樋２０内に入った穀
粒は当該１番受樋２０内におけるスクリューコンベヤ３
１及びこの端部に連設するスクリューコンベヤ付き揚穀
筒を介して図示しない穀粒タンクに放出される。また、
２番受樋３０内に入った穀粒は当該２番受樋３０内にお
けるスクリューコンベヤ３２及びこの端部に連設する２
番還元機構（図示せず）を介して揺動選別装置１４の横
桟シーブ１７の上面に還元移送するように構成されてい
る。

【００１７】なお、処理室１１の一側には、平面視にお
いて前記揺動選別装置１４を挟んで、処理胴１０と反対
側に吸引式の排塵フアン３３の吸引口３３ａが開口して
あり、処理胴１０の後部寄り部位から放出された軽い藁
屑や塵を機体３の後端から機外に排出するように構成さ
れている。この構成において、扱室２の前部側のクリン
プ網６からフイードパン１６上に漏下した穀粒である粒
状被処理物は、後方の選別網１９方向に流下させ、扱室
２の後部側から落下した藁屑混じりの粒状被処理物は、
横桟シーブ１７に載り、揺動前別体１５の前後方向の揺
動運動にて順次後方に送られながら、粒状被処理物は横
桟シーブ１７の間を落下して選別網１９に落下し、ここ
で、下方前方の唐箕フアン２９からの上方後向きの風選
別を受けて、軽い藁屑は機体３後端の排出口３ａまたは
排塵フアン３３から機外に排出される。

【００１８】次に、図５、図６を参照しながら、揺動選
別体１５における選別網１９に設けた静電容量形センサ
の構成について詳述する。格子状の選別網１９における
各格子を形成するための縦横の仕切り板３４，３５を、
合成樹脂材等の電気絶縁性材料にて構成し、平面視で四
角状（矩形状でも良い）の格子となし、任意の位置の格
子の互いに平行状の対面に、互いに対向する一対の電極
面３６ａ，３６ｂを張設形成することにより、この対の
電極面３６ａ，３６ｂが適宜寸隔てて平行状に相対峙さ
せた電極面となる、いわゆるコンデンサ型の静電容量形
センサ３６を構成するのである。

【００１９】この場合、１つの仕切り板３５（３４）の
表裏両面に、同じ極性の電極面３６ａを形成し、隣接す
る仕切り板３５（３４）の表裏両面には反対極性となる
電極面３６ｂを形成するようにしても良いし（図６の右
側参照）、１つの仕切り板３５（３４）の表裏両面に、
互いに極性の異なる電極面３６ａ，３６ｂとなるように
配置しても良い（図６の左側参照）。

【００２０】この構成によれば、粒状被処理物の流れ方
向（図５及び図６の矢印Ｂ方向）を挟んで相対向する仕
切り板の広幅面が、適宜寸隔てて平行状となり、この仕
切り板の表面に相対峙させた一対の電極面とする、いわ
ゆるコンデンサ型の静電容量形センサ３６を構成するこ
とができる。図７及び図８は、静電容量形センサ３７の
第２実施例であり、格子を形成するための合成樹脂材等
の電気絶縁性材料にて形成した１つの仕切り板３４（３
５）の広幅面（格子内面）に、一方の電極面３７ａと他
方の電極面３７ｂとを、正面視で相互に櫛歯状に並ぶよ
うに平板状に配置するものである。この場合、両電極面
３７ａ，３７ｂの各櫛歯部同士が互いに相手の櫛歯部の
隙間に位置するよう噛み合わせ状に配置し、且つ隣接す
る電極面の各櫛歯部同士の間に適宜寸法ｅ１，ｅ２の隙
間があるように配置し（図７参照）、電極面３７ａ，３
７ｂの表面は耐摩耗性の電気絶縁性被膜３８（合成樹脂
材など）にて覆う（図７参照）。この場合、一対の櫛歯
状の電極面３７ａ，３７ｂの各櫛歯部の長手方向は前記
格子部分を粒状被処理物が落下する方向（図６の矢印Ｂ
方向）に沿うように形成するか、または、粒状被処理物
が落下する方向と直交する方向に、一対の櫛歯状の電極
面３７ａ，３７ｂの各櫛歯部の長手方向を沿わせること
が好ましい。

【００２１】図９は一つの静電容量形センサ３６（また
は３７）を代表してその計測（検出）回路図（ブロック
図）を示すものであり、粒状被処理物の流量を測定すべ
き静電容量形センサ３６一方の電極３６ａ側と、比較用
（基準用）の静電容量形センサ６０の一方の電極とに発
振回路６１に接続して、交流電界を加える。この場合、
比較用の静電容量形センサ６０は、その静電容量が温
度、湿度等の使用環境によって変化しないものであり、
粒状被処理物を通過させないことは勿論であって、いわ
ゆる基準の静電容量を知るためのセンサとなるものであ
って、通常、所定の静電容量値のコンデンサを使用す
る。

【００２２】そして、静電容量形センサ３６の他方の電
極３６ｂからの検出信号を電気容量／電圧変換回路（Ｃ
／Ｖ変換器）６２ａを介して、前記検出した静電容量を
電圧に変換した後、電圧比較回路６３に入力する。同様
に、比較用（基準用）の静電容量形センサ６０の他方の
電極からの検出信号を電気容量／電圧変換回路（Ｃ／Ｖ
変換）６２ｂを介して、前記検出した静電容量を電圧に
変換した後、電圧比較回路６３に入力する。そして、前
記比較用（基準用）の静電容量形センサ６０による粒状
被処理物の流量が０の基準の検出値（電圧値）に対する
測定用の静電容量形センサ３６の電圧値の差の出力値を
差動増幅回路６４に入力し、該増幅回路６４にて電圧を
増幅し、制御するためのコントローラユニット６５に入
力する。

【００２３】なお、差動増幅回路６４には、測定値の基
準電圧値を知るための基準電圧回路６６から基準電圧
（例えば５ボルト）を付与する。また、コントローラユ
ニット６５からの出力値（粒状被処理物の流量に換算し
たものでも良い）を示すための液晶表示装置等の表示回
路６７を接続してあり、コントローラユニット６５から
の出力値にて、後述するアクチュエータ６８を駆動する
ための駆動回路６９を作動させる。

【００２４】上述のようにして静電容量形センサ３６や
３７等にて選別網１９を流下する穀粒の単位時間当たり
の穀粒流量を計測することができる。そして、コントロ
ーラユニット６５にて前記電圧値が高いと穀粒流量が大
きいと判断し、また、電圧値が低いと穀粒流量が小さい
と判断して、所定の駆動回路６９を作動させてアクチュ
エータ６８を駆動するのである。例えば、一番受樋２０
への穀粒流量が少ないときには、揺動選別装置１４にお
ける横桟シーブ１７の傾斜角度を大きくなるように立た
せ、反対に流量が多いときには横桟シーブ１７の傾斜角
度を小さくなるようにに寝かすというように前記横桟シ
ーブ１７の角度を増減させるための正逆回転可能なモー
タを駆動する一方、その状態の表示をする表示メータに
接続するのである。

【００２５】その他、例えば、被処理物の流量が大きく
なれば、唐箕フアン２９の回転数を上昇させたり、風量
を増減するシャッタ（図示せず）の開口量を増大させた
り、コンバインの走行速度を減速して刈取り脱穀量を減
少せしめたり、反対に被処理物の流量が少ない時には、
刈取り脱穀量を増大するためコンバインの走行速度を早
めたり、さらには、揺動選別体１５の振動数や振動振幅
を大きくして揺動選別作用を増大せしめなどにより単位
時間当たりの穀粒選別能力を増大させるなどの制御を実
行すれば良い。

【００２６】なお、前記各実施例において、静電容量形
センサの各電極の表面を、合成樹脂製のフイルム、例え
ば、ポリプロピレンやポリイミド樹脂などの膜体で覆っ
て、湿度や穀粒との摩擦等による電極の劣化を防止する
ことが好ましい。前記各実施例では、粒状被処理物の流
れの巾の一部を測定するように前記各静電容量形センサ
を形成し、その検出値から流穀板の巾全体での粒状被処
理物の流量を換算して求めるのである。

【００２７】なお、本発明はコンバインばかりでなく、
籾と玄米の選別装置や精米装置等にも適用できることは
云うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】脱穀装置の断面図である。

【図２】脱穀装置の平断面図である。

【図３】揺動選別装置の要部拡大断面図である。

【図４】揺動選別体の要部斜視図である。

【図５】選別網の一部切欠き斜視図である。

【図６】図５のVI−VI線矢視で示す静電容量形センサの
第１実施例の側断面図である。

【図７】静電容量形センサの第２実施例の側断面図であ
る。

【図８】図６の VIII −VIII線矢視断面図である。

【図９】静電容量形センサ及び検出回路のブロック回路
図である。

【符号の説明】

２ 扱室 ５ 扱胴 ６ クリンプ網 １４ 揺動選別装置 １５ 揺動選別体 １６ フイードパン １７ 横桟シーブ １９ 選別網 ２０ 一番受樋 ３０ 二番受樋 ３４，３５ 仕切り板 ３６，３７ 静電容量形センサ ３６ａ，３７ａ 一方の電極面 ３６ｂ，３７ｂ 他方の電極面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 扱室と揺動選別装置とを備えてなるコン
   バイン等の穀粒収穫機や穀粒処理装置において、揺動選
   別装置における選別網を下方に粒状被処理物が通過しう
   る格子状に形成し、適宜位置の格子部における相対向す
   る面に、一対の電極面を形成してなる静電容量形センサ
   を配置したことを特徴とする穀粒等の粒状被処理物流量
   の測定装置。
2. 【請求項２】 扱室と揺動選別装置とを備えてなるコン
   バイン等の穀粒収穫機や穀粒処理装置において、揺動選
   別装置における選別網を下方に粒状被処理物が通過しう
   る格子状に形成し、前記格子を構成する電気絶縁性の仕
   切り板の広幅表面に、一対の電極面が相互に櫛歯状に隣
   接するように形成した静電容量形センサを設けたことを
   特徴とする穀粒等の粒状被処理物流量の測定装置。